40Cr钢机床齿轮的热处理工艺设计

攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：40Cr钢机床齿轮的热处理工艺设计学生姓名：XXX学号：201111102XXX所在院(系)：材料工程学院专业：20XX级材料成型及控制工程班级：20XX材料成型及控制工程1班指导教师：XXX职称：讲师2012年12月28日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目40Cr钢机床齿轮的热处理工艺设计1、课程设计的目的使学生了解、设计40Cr钢机床齿轮的热处理工艺，融会贯通相关专业课程理论知识，培养学生综合运用所学知识、分析问题和解决问题的能使学生了解、设计40Cr钢机床齿轮的热处理工艺，融会贯通相关专业课程理论知识，培养学生综合运用所学知识、分析问题和解决问题的能力。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）内容：（1）明确设计任务（包括用途、服役条件及性能要求）（2）绘出热处理件零件图（3）给出设计方案（4）写出设计说明（5）设计质量检验项目（6）设计热处理工艺卡片（7）40Cr钢机床齿轮的热处理缺陷及预防或补救措施要求：（1）通过查找资料充实、完善各项给定的设计内容。（2）分析热处理过程中可能出现的缺陷，针对这些缺陷提出预防措施或补救措施。（3）提交设计说明书（报告），2千字以上。报告格式请参照“毕业论文（设计）”格式。3、主要参考文献[1]夏立芳主编.金属热处理工艺学.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2005[2]中国机械工程学会热处理分会．热处理工程师手册［Ｍ］．机械工业出版社．2003．第一版.[3]张玉庭主编．热处理技师手册［Ｍ］．机械工业出版社．2006．第一版[4]中国机械工程学会热处理学会．热处理手册［Ｍ］．机械工业出版社．2003．第三版.4、课程设计工作进度计划第16周：对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。第17周：撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。指导教师（签字）日期年月日教研室意见：年月日学生（签字）：接受任务时间：年月日注：任务书由指导教师填写。课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名：年月日攀枝花学院本科课程设计（论文）摘要1摘要本课设计了40Cr钢机床齿轮的热处理工艺设计。主要的工艺过程包括锻造、预备热处理（正火）、淬火+高温回火等过程。通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。40Cr为中碳合金钢，预备热处理是正火，正火的加热温度通常为Ac3以上30～50℃,而对于中碳合金钢的正火温度通常为Ac3以上50～100℃，热温度范围为850～900℃，选870℃。主要目的是为了获得一定的硬度，便于钢坯的切削加工，为调质做好组织准备。最终热处理为淬火+高温回火，淬火温度要求T=Ac3+30~50（℃）可得，淬火温度T=830~850（℃），选850℃，采用油冷的冷却方式；回火温度为520℃。通过调质处理，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织，使齿面有足够的硬度和耐磨性，芯部有一定的强度和韧性。关键词：40Cr钢，正火，高温回火，机床齿轮攀枝花学院本科课程设计（论文）目录2目录摘要...............................................................................................................................11、设计任务.......................................................................................................................31.1设计任务...............................................................................................................31.2设计的技术要求...................................................................................................32、设计方案.......................................................................................................................42.1机床齿轮的分析..................................................................................................42.1.1工作条件....................................................................................................42.1.2失效形式....................................................................................................42.1.3性能要求....................................................................................................42.2钢种材料...............................................................................................................53、设计说明.......................................................................................................................63.1机床齿轮零件图...................................................................................................63.2加工工艺流程.......................................................................................................63.3具体热处理工艺...................................................................................................73.3.1预备热处理工艺........................................................................................73.3.2淬火+高温回火热处理工艺......................................................................83.3.3物理性质..................................................................................................104、质量检验及标准.........................................................................................................115、分析与讨论.................................................................................................................126、结束语.........................................................................................................................157、热处理工艺卡片及参考文献.....................................................................................16攀枝花学院本科课程设计（论文）1设计任务31设计任务1.1设计任务40Cr钢机床齿轮的热处理工艺设计1.2设计的技术要求齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有最大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。材料为40Cr调质钢的齿轮，当840-860℃油淬，540-620℃回火时，调质硬度可达28-32HRC，可改善组织、提高综合机械性能；当860-880℃油淬，240—280℃回火时，硬度可达46-51HRC，则钢的表面耐磨性能好，芯部韧性好，变形小；当500-560℃氮化处理，氮化层0.15-0.6mm时，硬度可达52-54HRC，则钢具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度，较高的抗蚀性和抗胶合性能且变形极小；当通过电镀或表面合金化处里后，则可改善齿轮工作表面摩擦性能，提高抗腐蚀性能。另外40Cr调质钢满足材料的工艺性能。材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工,因此选40Cr调质钢。40Cr调质钢淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差，可以通过改变工艺规程、热处理方法等途经来改善材料的工艺性能。攀枝花学院本科课程设计（论文）2设计方案42设计方案2.1机床齿轮的分析齿轮用于机械装置中功率的传递与速度的调节,在机床中不仅有着重要的作用,而且用量相当大。因此为获得理想的组织与性能，保证机床齿轮在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件特